[发明专利]除草剂敌稗特异性降解菌株及降解酰胺酶基因和应用

说明书

本发明公开了特异性高效降解敌稗的菌株及其降解酰胺酶基因。一株敌稗降解菌株Bosea sp.P5，菌种保藏号为CCTCC M 2021603。特异性降解敌稗的酰胺酶基因，核苷酸序列为SEQ ID NO.1。利用该基因构建的工程菌株能高效表达特异性降解敌稗的酰胺酶。生产的酶制剂可用于酰胺类除草剂敌稗残留的去除。

技术领域

本发明属于应用环境微生物领域，涉及除草剂敌稗特异性降解菌株及降解酰胺酶基因和应用。

背景技术

据统计，我国化学农药防治的面积已经超过28亿公顷/次，全国每年的农药使用量在30万吨左右(原药)。然而，我国农药的利用率只有20-30％，其余残留全部进入农作物、土壤、水体等生态环境，对生态环境造成严重破坏。

敌稗(Propanil)是酰胺类除草剂中的一种，是目前防除稻田稗草的一种良好除草剂。由于其具有杀草效力高、选择性强、杀草范围广泛、使用方便等优点，自1958年发现以来，迅速成为全世界使用最广泛的除草剂之一。迄今，世界上已有20多个国家进行了敌稗的大规模生产和使用。在美国，敌稗位列其20大常用除草剂首列。

敌稗为高等毒性农药，其水溶性高(225mg/L)，易从稻田土壤中随雨水或灌溉水流失。因此，敌稗在环境中的残留对水生生态系统有很大风险，是一种潜在的地下水污染物。敌稗对许多水生生物毒性巨大。同时，其对哺乳动物也有一定的毒性，还具有一定的致癌风险。研究发现，敌稗的对鱼和哺乳动物的毒性要显著高于其代谢产物3,4-二氯苯胺。在农药的急性中毒事件中，敌稗是引起高铁血红蛋白血症的重要原因。另外，研究表明敌稗还可以破坏免疫系统。近年来，敌稗在全世界很多地区地表水、甚至饮用水中不断地被检测到。敌稗造成的环境污染问题已日益引起人们重视。

生物降解被认为是环境中敌稗消除的主要方式，其中微生物的降解作用至关重要，是敌稗降解的主力军。微生物数量巨大、种类繁多、功能强大，对有机物的降解具有非常大的潜力，几乎所有有毒有害的环境异生物均能被微生物所分解、利用，而且干净彻底、无二次污染。环境污染物的微生物修复是一种公认的安全、有效、廉价的方法，具有广阔的应用前景。而微生物修复除草剂残留污染的本质是微生物产生的酶对除草剂的降解作用，从微生物中提取的降解酶系来消除除草剂残留在国外已有成功的先例，降解酶的来源可以通过从降解菌中提取，也可以采用基因工程手段构建高效表达菌株来获得。敌稗降解酶基因的获得在酰胺类除草剂污染的修复领域有巨大的应用潜力。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供能特异性高效降解除草剂敌稗的菌株。

本发明的另一目的是提供从该降解菌株中克隆到的特异性降解敌稗的酰胺酶基因。

本发明的又一目的是提供该菌株、基因或基因编码蛋白的应用。

本发明的目的可通过以下技术方案实现：

一株敌稗降解菌株P5，分类命名为Bosea sp.，保藏于中国典型培养物保藏中心，菌种保藏号为CCTCC NO:M 2021603，保藏日期为2021年5月24日，保藏地址为中国-武汉，武汉大学。

由本发明所述的敌稗降解菌株制备的菌剂。

本发明所述的降解菌株或所述的菌剂在降解除草剂敌稗中的应用。

特异性降解敌稗的酰胺酶基因，核苷酸序列为SEQ ID NO.1。该基因全长(从起始密码子到终止密码子)为1,437bp，G+C含量为70.9％，编码478个氨基酸，其氨基酸序列为：SEQ ID NO.2。

本发明所述的酰胺酶基因编码的酰胺酶蛋白质，氨基酸序列为：SEQ ID NO.2。

含所述的酰胺酶基因的重组质粒。

作为本发明的一种优选方式，酰胺酶基因片段与酶切好的pET-29a(+)进行酶连，获得含有特异性降解敌稗的酰胺酶基因的pET-29a(+)重组质粒。